燃气蒸汽锅炉的简介
燃气锅炉通过燃烧气体资源来实现供暖供热、工业生产和发电，近年来的运用越来越广泛，甚至有代替燃煤锅炉的趋势。笔者就几种典型的燃气锅炉给大家做一下简单介绍。
1.CWNS燃气热水锅炉
1、电脑式热水锅炉控制器，所有的功能被神奇地存储在一张智能芯片上，锅炉一键开机，全自动定时、定温运行，用户可以设定启、停炉时间，设置完成后，不需专人值守，省事、省力。
卧式燃气锅炉
2、配置进口品牌燃烧器，自动化程度高，按照控制器指令自动吹扫，电子自动点火，自动燃烧，风油(气)自动比例调节，性能安全稳定，燃烧效果好。并有熄火保护装置，保证安全运行。
3、火管内插有阻燃扰流片，减缓排烟速度，加强换热，烟室排出的烟气温度低，减少热损失，节省燃料。
4、大字体显示水温，方便掌握锅炉及系统的运行状况，水温从10℃到90℃可以随意设置，锅炉全自动向系统供暖或为用户提供生活、洗浴用热水。
5、控制系统根据炉水温度控制循环泵的启停。使用热水锅炉采暖，炉水达到设定上限水温时热水循环泵启动，低于设定下限水温时热水循环泵停止;使用热水锅炉洗浴，炉水达到设定上限水温时热水循环泵停止，低于设定下限水温时热水循环泵启动。
6、卧式燃油燃气热水锅炉为三回程全湿背结构，采用大炉膛、大烟管设计，增大炉膛辐射吸热量，有效的节能降耗。采用螺纹烟管和波形炉胆，大大加强了传热效果，大大的节省了燃料耗量。
7、整机同时配备过热保护(炉内水温超高时，燃烧器自动停止工作并蜂鸣报警、二次过热保护(锅炉外壳温度超过105℃时，自动切断二次回路)、防干烧缺水保护(炉水低于极低水位时，锅炉停止工作并发出蜂鸣报警)、锅炉漏电保护(控制系统检测到电器漏电、短路后，将自动切断电源)。
8、锅炉按常压结构设计，锅炉处于无压状态，毫无安全危险。
9、采用高级离心玻璃棉多层保温，名优白色彩钢板作外包装，热损失少、美观抗锈。
10、宾馆用燃油燃气热水锅炉/采暖锅炉/洗浴锅炉/浴池锅炉广泛适用于家庭、别墅、医院、学校、宾馆、酒店、健身中心、洗浴中心等企事业单位。
2.KS-Q燃气开水锅炉
燃气开水锅炉也称燃气开水炉、燃气茶炉等，是生活锅炉的一种，属于常压民用锅炉的范畴。该锅炉是以燃气为燃料，通过燃气燃烧器喷火对水进行加热，当水温达到设定水温上限温度后，燃烧器停止工作，锅炉进入自动保温状态，用户可从开水口连绵不断的接出纯开水。与保温水箱相连，可以满足像医院、学校等集中供水型单位的开水需求。
1、采用常压方式，锅炉不承压，安全系数高，无爆炸危险。
2、设计为燃烧器下置式烟火管锅炉，燃料通过燃烧器在炉胆内微正压燃烧，高温烟气在炉胆内进行辐射换热，再进入烟火管对流换热，最后经上烟箱排出。
3、锅炉炉体锅炉本体设计采用电脑优化模拟设计，完全优化了锅炉的尺寸，使形态协调美观。
4、烟管内插有阻流片，减缓烟气排出速度，加强换热，保证燃料燃烧产生的热量最大程度地加热炉 水，大大的提高了锅炉的热效率。
5、炉体加装玻璃管式液位计，直观显示锅炉水位位置，锅炉水位一目了然。
6、大口径烟管和大孔桥间隙，使锅炉在相等的时间内水垢覆层薄且便于清理。
7、锅壳炉胆大夹层水套，锅炉水容量大，可提供充足的开水。
8、具有多重安全保护： 漏电保护即漏电自动切断电源;过热保护即锅炉水温超高达到报警温度时，自动停止燃烧器并发出报警;二次过热保护即锅炉外壳温度超过105℃时，自动切断二次回路，锅炉停止工作;水位检测保护即选用精良水位电极棒实时监控水位情况，低于上限水位电磁阀自动补水，直至达到上限水位。
9、机电一体化设计，体积小，方便安装运输。
10、炉胆经过特殊处理，保证水质洁净卫生。
11、外衬铝箔玻璃棉做保温，保温效果更好。
12、白色彩板外包装，美观、干净耐锈蚀。
13、补水口在下部，电磁阀自动补
水，开水口沸水区取水，杜绝“阴阳水”、“千沸水”现象，保证饮水百分之百是纯开水。
14、本锅炉可一机两用，即可供应开水，又能提供热水。
15、学校、医院等企事业单位集中取水情况下，也可采用开水锅炉连接保温开水箱形式，满足集中时间段大量取用开水的需求。3.LHS燃气蒸汽锅炉
1、锅炉燃烧器由世界知名制造商供应，按照控制器指令自动燃烧、停止，独立的程控器拥有多项安全保护，性能安全稳定，维修率低。
2、先进的蒸汽锅炉全自动控制器，全中文液晶屏，人机界面，用户只需轻松设定，锅炉即能按用户要求启停、负荷调节、自动给水等全自动运作。锅炉功能完备，保护齐全，操作简单，安全可靠，具有自我诊断功能。锅炉运行中一旦出现异常现象就自动中断燃烧，发出声光报警。
3、立式蒸汽锅炉采用燃烧机下置方式，二回程结构，燃料燃烧充分，锅炉运行稳定;烟管内插有扰流片，减缓排烟速度，增加换热量，锅炉热效率高，降低用户使用成本。
4、卧式蒸汽锅炉为锅壳式全湿背顺流三回程烟火管结构，火焰在大燃烧室内微正压燃烧，完全伸展，燃烧热负荷低，燃烧热效率高，有效地降低了排烟温度，节能降耗，使用经济。波形炉胆和螺纹烟管结构，即提高了锅炉的吸热强度，又满足了换热面受热膨胀的需要，科学合理，经久耐用。
5、本锅炉严格按照《蒸汽锅炉安全监察规程》、JB/T 10094-2002《工业锅炉通用技术条件》、JB/T 1619-2002《锅壳锅炉本体制造技术条件》的要求，进行设计、制造、监检，确保锅炉品质优良，达到能耗低、热效率高、压力稳定、供气量足、经济使
用。
6、锅炉的炉胆空间大，储存的蒸汽多，适应负荷能力强。设计合理的内置汽水分离器装置，满足用户需用较高品质蒸汽的要求。炉体开设人孔、头孔、手孔，便于对炉胆内部进行清理，使维修、养护极为方便。
7、锅炉安全设有多级联锁保护：压力开关保护(高于设定压力自动停机并报警)、低水位保护(锅炉本体内水位低于警戒水位，自动切断电源并报警)、安全阀保护(锅炉压力超过工作压力，自动泄气降压)，确保锅炉在各种工况下万无一失，安全到家。
8、有机组合的机电一体化外观，精巧新颖、结构紧凑、少占空间，方便运输、安装。
9、采用新型隔热保温材料和优质白色彩钢板包装，重量较轻，保温性能好，美观大方，不易锈蚀。
10、全自动/燃气蒸汽锅炉广泛适用于医院、学校、纺织厂、服装厂、服装超市、制衣厂、干洗店、饭店、酒店、馍店、宾馆、食堂、餐厅、食品厂、饮料厂、豆制品厂、肉制品厂、罐头厂、酒厂、制药厂、包装厂、建材厂、涂料厂、美容院、洗浴中心、桑拿、蒸房、婴儿游泳馆等企事业单位场所。4.WNS1-1.0-Q型锅炉
本锅炉组装程度高，锅炉本体，燃烧器，自动控制箱全部置于锅炉底架上，结构紧凑，安装简便。具有启动快捷，热效率高，大气污染少，自动化程度高特点
高速喷出，在炉胆内呈微正压燃烧，燃烧后的高温烟气在炉内辐射换热后转向进入第二回程烟管到前烟箱，再折转180o度进入第三回程烟管，经后烟箱再排入烟囱进入大气。
WNS1-1.0-Q型锅炉
城市在发展过程中对环境进行保护非常必要, 这样能够实现可持续发展目标, 城市每天运转耗费的能源非常多, 推行清洁能源使用能够更好的保护城市环境, 因为, 天然气是一种非常清洁的能源。在输送过程中使用管道, 在燃烧过程中对环境污染比较小, 其燃烧值高, 环境污染小, 在成本方面比较低, 这些优势使得其在应用方面获得了广泛关注。在锅炉供暖方面应用天然气能够更好的对城市环境进行保护, 因此, 燃气锅炉的应用得到了大力的发展。
1 燃气锅炉房的布置要求
在对燃气锅炉房的位置进行设计时, 要对总平面位置进行研究, 对锅炉房的占地面积以及周围环境和安全卫生情况进行掌握, 室外管网布置时要对经济性和合理性进行研究, 这样能够保证锅炉房自身运行方面的安全。锅炉房应该设计成为单独的地上建筑物, 避免在出现问题时对周围的人员生命带来威胁。在设计的时, 如果出现在其他建筑物内或者和其他建筑物相连的情况, 要避免设置在人员比较密集的地区。在对锅炉房燃气供气系统进行设计时, 要先对其位置进行布置, 然后在满足国家规范的要求下进行设计, 在设计之前要做好前期的勘察工作。
依据城镇燃气设计规范要求, 燃气锅炉应该单独设置在专用的房间内, 设置在建筑物内要保证其在比较低的楼层, 一层最佳。将燃气锅炉设置在屋顶或是地下二层以及二层以上, 这样对建筑和人员的威胁比较大。在人员比较密集的场所一定要保证疏散口的数量, 这样在危险发生时能够及时进行疏散。对于相对密度比较大的燃气锅炉, 不应设置在建筑物地下室或者是半地下室。燃气锅炉在进行设置时, 还要满足建筑设计消防规范, 避免火灾的出现对整个系统带来影响。
2 锅炉房燃气供气系统
锅炉房燃气供气系统由供气管道进口装置、锅炉房内配管系统、吹扫放散管道等组成, 为了保证系统的使用效果, 对调压系统、计量系统和燃气安全防护系统要更加重视。
2.1 锅炉房燃气供气管道进口装置
针对这部分系统, 在设计时要达到国家相关标准要求, 为了满足用户用气压力大和用气量大的情况, 同时也为了保证燃气锅炉安全稳定运行, 对燃气管道可以设置成为专线。我国在燃气锅炉配置方面都是以进口为主, 在燃气供气压力设计方面一般都是中压, 但是, 在燃气用量比较大时, 专线设计能够满足燃气用量, 在进行调压和过滤以后能够输送到燃烧器。
2.2 锅炉房内配管系统
锅炉房内的燃气配管系统, 要根据现场的实际情况来进行设计, 这样对锅炉安全可靠运行有促进作用。管道设计要方便管路检修和维护, 对管道的走向和附件要做到科学合理。在管路上的附件在连接的时候要保证连接的紧密性和可靠性, 这样能更好的承受使用中产生的最高压力。配气系统中要使用有刻度的阀门, 流量调节阀和压力表要进行严格的质量控制。在管道长度方面要进行很好的控制, 保证其在使用过程中能够开闭灵活, 要避免出现误操作的情况。
2.3 吹扫放散管道系统
设置吹扫放散管的目的就是保证用气设备在进行检修或者是长时间停止使用以后再次进行启动时, 对管道内的燃气或是可燃混合气体进行吹扫, 这样能够能够更好的保证检修工作的安全性, 同时, 也能更好的防止出现混合气体进入到烟道中的情况, 避免出现爆炸危险。燃气管路在运行过程中是非常容易出现压力不稳的情况, 在这种情况下, 对超压气体进行放散能够确保整个系统安全运行。锅炉房供气系统在设计的时候设置吹扫和放散管道, 能够更好的保证管道的运行安全, 对城市安全稳定运行有很大的保障作用。
吹扫管道可根据用户的实际需要设置专用管道, 或在燃气管道上设置吹扫点。吹扫点应设置在锅炉房进气管总切断阀后面, 或在燃气管道系统以阀门隔开的管段上, 以及需要充分考虑分段吹扫等适当部位。放散管道应设置在锅炉房燃气进气管总切断阀的前面;燃气干管的末端、管道和设备的最高点;用气设备的燃气总阀门与燃烧器阀门之间的管段;系统中其它需要考虑放散的适当地点。每个安装放散管处均应设置阀门进行控制。放散管出口应安装在适当的位置, 使放散出去的气体不致被吸入室内或通风装置内。
2.4 调压系统
一般情况下, 如果气源从城市燃气管网直接提供给锅炉使用, 往往压力偏高或压力波动太大, 不能保证燃气锅炉的稳定燃烧, 从而易引起噪音、脱火、回火, 甚至引起锅炉爆炸事故, 因此必须经过调压方可供气。燃气锅炉采用中压或低压供气, 不宜采用高压供气方式。应根据调压器的容量和锅炉房运行负荷的变化情况选择单路或多路、一级或二级调压系统, 确保通过每台调压器的流量在其额定范围的10~90%以内, 同时保证调压系统能够始终保证供气压力的稳定性。为了使调压后的气体不再受到外部因素的干扰, 燃气锅炉用调压装置宜专用。
2.5 计量系统
计量系统应根据燃气的工作压力、温度、流量和允许的压力降等条件, 并结合设备的成本及安装维护费用等综合考虑进行选型, 较为常用的是气体罗茨流量计和气体涡轮流量计。此外, 为确保计量精度, 在选型时, 应依据介质压力、温度等特性, 确定是否需要进行补偿修正。计量装置属高精仪器, 且涉及到贸易计量, 因此, 计量装置的安装环境应满足《城镇燃气设计规范》GB50028-2006等的相关要求, 设备的安装及使用过程中还应注意设备的维护保养工作。
2.6 安全防护系统
安全防护系统是燃气锅炉房安全经济运行及人身安全的保证, 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《热水锅炉安全技术监察规程》中明确规定了燃气锅炉必须或应该设置安全保护装置。从安全的角度考虑, 安全装置可分为预防事故型和减轻破坏性。预防事故型安包括自动报警装置、切断装置、喷淋装置、点火控制系统和熄火保护装置。减轻破坏的安全装置指防爆门。安全防护系统应委托专业的设计单位进行设计, 由专业人员进行安装。
3 结束语
燃气锅炉使用过程中, 建设投入成本非常低, 而且, 占地面积小, 在使用时不会产生很大的污染, 使用过程中能够保证安全性和可靠性。因此, 其应用前景非常广泛。燃气锅炉在使用时有非常特殊的构造, 使用过程中会用气量和使用压力非常大, 在设计和运行管理中一旦出现不当的情况, 会出现压力突降的情况, 这样会导致锅炉在运行过程中出现熄火、回火以及燃烧不稳定的情况。燃气锅炉中出现空气混合气体会出现爆炸危险, 在严重时会导致管道出现破裂的事故。对燃气锅炉设计以及安全运行情况进行重视, 能够采取措施避免出现事故, 同时也能促进经济社会稳定发展。
摘要：近年来, 我国的经济得到了快速发展, 在这种情况下, 人们的意识水平也得到了提高。以前的发展经济, 对环境造成了很大的破坏, 现在, 人们对环境保护问题非常重视。城市在发展过程中, 对供暖能源消耗结构进行改善非常必要。燃气作为新型能源对原有的煤炭供暖方式进行了替代, 燃气是一种清洁能源, 在使用过程中对环境带来的影响非常小, 而且, 应用范围非常广。在供热系统中, 一定要保证燃气系统的设计符合安全标准, 这样对锅炉房的安全运行以及建设企业的效益能得到保证。燃气供暖系统进行设计的时候, 要保证设计的合理性和科学性, 为城市发展提供保障。
关键词：燃气,供气系统,锅炉
参考文献
[1]GB50028-2006.城镇燃气设计规范[S].
[2]GB50041-2008.锅炉房设计规范[S].
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关键词：燃气锅炉房；电气系统；控制系统；配电；接地；照明；消防
中图分类号： TK284 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-165-3
0 引言
锅炉房是指锅炉以及保证锅炉正常运行的辅助设备和设施的综合体。锅炉主要使用的燃料有煤炭、燃油和燃气这三种。燃气锅炉房的燃料主要是天然气，天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏会立即向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。
采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善大气质量。因此我国在不断推进燃煤锅炉房改为燃气锅炉房的煤改气工程。
燃气锅炉房的电气与控制系统包括配电系统、接地系统、照明系统、消防报警系统和控制系统。
1 燃气锅炉房的配电系统
燃气锅炉房的配电主要是0.4kV的低压配电，在规范中低压是指低于1kV的电压。锅炉房的负荷分级一般为二级或三级，区域锅炉房一般为二级负荷，民用锅炉房和独立锅炉房受供电条件限制一般是三级。二级负荷是指两回路供电，两回路一般来自一个变电所的两段不同母线，双电源是来自两个不同的变电所。双回路电源给锅炉房供电时可以有两套方案，方案一是用一台进线柜，进线柜内装一台双电源切换的转换开关，锅炉房的所有用电设备都从开关后的母线上取电。该方案优点是控制简单，电气设备少，投资小；缺点就是受转换开关额定电流的限制，用电设备的容量不能过大。方案二与变电所的双路进线一致，每一路电源配一个进线柜，形成两个0.4kV的低压母线，母线之间通过联络柜联接，每段母线给不同的锅炉设备供电。该方案优点是能够给大型的设备供电，而缺点就是控制复杂，电气设备较多，投资较大。这就需要设计人员根据锅炉房的规模，用电设备容量的大小及工程投资来确定具体采用哪种配电方案。三级负荷供电只有一路电源，但要注意从杆塔引入变压器的电缆长度应不小于15m。
锅炉房的负荷计算通常有两种计算方法：需要系数法和利用系数法。具体的计算方法见《工业与民用配电设计手册》第三版，但在计算时要特别注意设备功率和计算功率的区别，尤其是一些特殊的电气设备其铭牌上标注的功率不是该设备的设备功率，要通过换算才能等效为设备功率。
需要系数法的计算精度能够满足工程需要。计算时要注意同时系数的确定，系统总的需要系数是反算回去得到的而不是查表得出的。
锅炉房的总用电量计算要根据所在地区采暖时间及供暖的性质确定。一般情况下北京地区的采暖时间为122天，这是普通居民供暖的时间。医院、养老院、幼儿园、学校及一些特殊的生产企业供暖时间要比122天长。
2 燃气锅炉房的接地系统
燃气锅炉房的接地分为四种：系统接地（工作接地）、保护接地、雷电保护接地和防静电接地。
以上四种接地都在燃气锅炉房的接地系统中有所体现，因此要熟悉其定义并能在实际工作中区分这四种接地。接地系统不同其接地电阻也不同。
2.1 系统接地
系统接地：在电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地（如中性点直接接地或经其他装置接地等）。低压系统接地的型式可分为TN、TT和IT三种。
TN系统在电源处有一点直接接地，装置的外露可导电部分应经PE线接到接地点，按照PE线和N线是否单独设置分为TN-S系统、TN-C系统和TN-C-S系统三种。TT系统应只有一点直接接地，装置的外露可导电部分应接到在电气上独立于电源系统接地的接地极上。IT系统的所用带电部分应与地隔离，或某一点通过阻抗接地；IT系统的外露可导电部分，应被单独地或集中地接地。燃气锅炉房的接地一般采用TN-S系统。
2.2 保护接地
保护接地：电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。
等电位联结是保护接地的具体表现。等电位联结的目的就是为了降低接触电压，使接触电压降低到限值以下，从而达到保护人和设备的安全。等电位联结共有三种：总等电位联结、局部等电位联结和辅助等电位联结。
燃气锅炉房中具有金属外壳的设备可分为两种：一种叫做外露可导电部分，另外一种叫做外界可导电部分。
外露可导电部分：设备上能触及到的可导电部分，它在正常情况下不带电，但在基本绝缘损坏时会带电。这里的“设备”指的是电气设备，如循环水泵、补水泵和给水泵等。
外界可导电部分：非电气装置的，且易于引入电位的可导电部分，该电位通常为局部电位。非电气装置指的是非电气设备且具有金属外壳的装置，如金属水箱、锅炉本体和烟气冷凝器等。
对于防触电等级为I类的电气设备，其金属外壳已通过PE线同进线电源配电柜处的PE母排相连，所以其金属外壳是不用再作等电位联结。
2.3 雷电保护接地
雷电保护接地：为雷电保护装置（接闪杆、接闪线和接闪带等）向大地泄放雷电流而设的接地。
正象其定义的一样，这种接地是为了防止雷电对建筑物和设备及人员的伤害。燃气锅炉房的防雷等级应划为第二类防雷建筑物，按照第二类防雷建筑物采取相应的防雷措施。燃气锅炉的烟囱一般为金属材料并高于锅炉房屋顶15m以上，因此需要设置接闪杆。锅炉房的屋顶为钢筋混凝土结构时需要设置接闪带，屋顶为金属结构时可利用其作接闪带。接闪杆、接闪带等接闪器要通过引下线与接地网可靠连接并做等电位联结。每根专设引下线的冲击接地电阻不大于10Ω。一般来说接地电阻越低，防雷得到的改善越多。但不能由于要达到某一很低的接地电阻而花费过大。考虑到已采取严格的各种金属物与防雷装置之间的连接和均压措施，故不必要求很低的接地电阻。
有爆炸危险的露天钢制封闭气罐，当其高度小于或等于60m、罐顶壁厚不小于4mm时，或当其高度大于60m、罐顶壁厚和侧壁厚均不小于4mm时，可不设接闪器，但应接地，且接地点不应少于2处，两接地点间距离不宜大于30m，每处接地点的冲击接地电阻不应大于30Ω。架空管道每隔20m～25m应接地1次，接地电阻不应超过30Ω。
接闪器主要是为了防止直击雷，却不能防止感应雷的危害。在锅炉房的电源配电柜中一般要安装电涌防护器（Surge Protective Device，简称SPD），SPD的主要作用是为了防止雷电感应电流对锅炉房内电气设备的破坏。SPD的电压保护水平（Voltage Protection Level，Up）值应小于或等于2.5kV，其含义就是将雷电冲击过电压降低到2.5kV以下；SPD的最大冲击电流Iimp应等于或大于12.5kA，对于一般的锅炉房Iimp选40kA。与SPD串接的保护电器应该选熔断器而不是断路器，熔断器的额定电流应由SPD的厂家提供。建筑物中的接地系统一般为TN-C-S系统，由于在配电柜中PE线和N线被就地短接，所以只需在相线和PE线间安装第一级3个SPD。
埋地的燃气管道从外部进入燃气锅炉房的计量间出地面后，应作防雷等电位连接，具体做法就是在燃气管入户后5m内的法兰盘连接处插入一个绝缘板使户内的燃气管与大地隔离。但雷电冲击电压可能击穿该处间隙而迸发电火花。因此须在法兰盘两侧跨接一放电间隙（SPD），使电火花在燃气管外发生以消除爆炸危险。
2.4 防静电接地
防静电接地：为防止静电对易燃油、天然气储罐和管道的危险作用而设的接地。
燃气锅炉房内净距小于100mm的平行或交叉管道，应每隔20m用金属跨接，不能保持良好电气接触的阀门、法兰、弯头等管道连接处，也应跨接。金属罐罐体钢板的接缝、罐顶与罐体之间，以及所有管、阀与罐体之间，应保证可靠的电气连接。
3 燃气锅炉房的照明系统
燃气锅炉房的照明系统与普通锅炉房的照明系统最大区别就是要在锅炉间和计量间设置防爆灯具，电气施工按照防爆要求进行施工。
照度计算采用平均照度进行计算，根据不同房间照度标准值计算出其光源和灯具个数，配电时要三相均匀配电，实现三相负荷的大致平衡。设计照度与照度标准值的偏差不应超过±10%；当房间或场所的室形指数等于或小于1时，其照明功率密度限值应增加，但增加不应超过限值的20%。
燃气锅炉房内严禁采用触电防护类别为0类的灯具，一般采用I类灯具。长期工作和停留的房间如控制室等其照明光源的显色指数（Ra）不应小于80，色温不宜高于4000K。锅炉间、辅机间和水泵间等高度超过5m的房间一般采用陶瓷金卤灯，控制室、配电室等高度不超过5m的房间一般采用三基色荧光灯。尽量选用光通量大的光源。
按照《锅炉房设计规范》GB50041-2008的要求在锅炉房的相应位置设置应急照明，包括疏散照明和安全照明。
应急照明包括疏散照明、安全照明和备用照明，在《建筑照明设计标准》GB50034-2013中只有以上照明的定义而没有事故照明的定义。但其它标准中有事故照明的称谓，但又没有相应的解释。所以笔者认为不应在照明设计中使用“事故照明”的称谓，而应使用应急照明（疏散照明、安全照明和备用照明）的称谓。
4 燃气锅炉房的消防报警系统
燃气锅炉房的锅炉间和计量间须设置燃气报警系统，燃气报警系统是消防报警系统中的组成部分，可独立设置。燃气报警探测器应选用气体浓度探测器。
非独立锅炉房和单台蒸汽锅炉额定蒸发量大于等于10t/h或总额定蒸发量大于等于40t/h及单台热水锅炉额定功率大于等于7MW或总额定热功率大于等于28MW的独立锅炉房，应设置火灾探测器和自动报警装置。
对于燃气锅炉房的火灾探测器应选择点型感烟探测器和点型感温探测器，间距按照《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013的相关规定设置。
5 燃气锅炉房的自动控制系统
自动控制系统在锅炉房的控制中主要包括锅炉本体的控制，锅炉辅助系统的控制两部分。
锅炉本体的控制一般是由锅炉厂家设计完成，其中还包括燃烧器的控制。
锅炉辅助系统的控制主要是给水泵、循环水泵及补水泵等的控制。水泵的控制要求主要是由热工专业提出，采用闭环控制还是开环控制，要由热工专业确定。这里的闭环控制指的是采用压力或温度传感器测量蒸汽或热水的压力和温度，转换为标准的0～10V或4～20mA直流信号输入相应的变频器中，由变频器控制水泵电机的运行，从而达到所需要的压力和温度。开环控制是指没有反馈信号的参与，由人设定变频器的频率为一固定值，变频器运行后一直在此频率下运行。
燃气锅炉房是否采用集中控制系统要参考《锅炉房设计规范》GB50041-2008第11.2.22条的规定“单台蒸汽锅炉额定蒸发量大于等于10t/h或单台热水锅炉额定热功率大于等于7MW的锅炉房，宜设集中控制系统。”集中控制系统指计算机控制系统，采用的计算机为工业控制计算机。利用组态软件将流程图显示在计算机屏幕上，锅炉及其辅助设备的运行情况一目了然。提高了燃气锅炉房的自动化水平和工作效率，这在中大型锅炉房中应用较为广泛而小型锅炉房一般不需要设置集中控制系统。
集中控制系统由上位机系统、控制系统、通讯系统和执行元件组成。上位机系统由工控机、打印机等组成。工控机在锅炉运行时的作用主要是便于运行人员监视，当发生报警时能够提示运行人员做相应的处理；控制系统主要由PLC（可编程序控制器）组成，PLC是整个集中控制系统的控制中心，它通过采集压力温度信号及执行元件的状态，从而得知设备的运行情况。同时PLC还可以采集其它物理信号，通过编程，实现对整个锅炉房的自动控制。通讯系统主要是指工控机、PLC及变频器通过相应的通讯协议互相连接，实现各系统之间数据的交流。执行元件主要由变频器、软启动器及接触器等组成。
6 结论
燃气锅炉房的电气及控制系统设计是锅炉房设计中不可或缺的组成部分，因此在设计过程中要根据具体情况进行设计，并在满足安全及功能的前提下降低施工成本。
参 考 文 献
[1] 任元会，卞铠生，姚家祎，等.工业与民用配电设计手册[M].3版.北京：中国电力出版社，2005.
[2] 王厚余.建筑物电气装置600问[M].北京：中国电力出版社，2013.
燃气锅炉房燃气供气系统设计论文【1】
摘要：天然气具有高效和清洁的特点，在国家能源结构优化中起到了重要的作用。
文章主要针对燃气锅炉房燃气供气系统设计的相关问题进行了阐述，提出在燃气锅炉房燃气供气系统的设计中，一定要由专业的设计单位进行严格的系统设计，要高度重视燃气供气系统合理设计的重要性，以确保房燃气供气系统的稳定运行。
关键词：燃气锅炉;锅炉房;供气系统;系统设计
燃气锅炉房燃气供气系统在保证锅炉安全性能上起到重要的作用，合理地设计燃气锅炉房燃气供气系统，直接影响到锅炉的可靠运行。
燃气锅炉房燃气供气系统还与锅炉房系统的运行和投资成本息息相关，合理的设计燃气供气系统对于企业经济效益和社会效益的提高有着重要的作用。
相关研究工作者要充分研究燃气供气系统的设计方案，认识到设计中应当注意的问题，以确保燃气供气系统的稳定运行。
1 燃气锅炉房燃气供气系统设计的前期勘察
燃气锅炉房燃气供气系统的设计直接影响到燃气供气系统的正常运行，因此，在进行锅炉房燃气系统设计之前，要进行详细、全面的前期勘察。
根据燃气锅炉房的实际情况，进行现场考察，以相关设计规范为标准来判断锅炉房的位置是否合理，锅炉房的建筑结构是否在规范要求之内，以及检查锅炉房燃气管道系统是否具备相应的设计条件。
在前期勘察阶段，应当注意以下几方面内容，锅炉房适合为单独的地上建筑物，如果锅炉房与其他建筑物相连接，或者是在其他建筑物内部，就要注意严禁设置在人员较为密集的地方，也不能设置在重要部门的上下层、贴邻位置或者设置在疏散口、重要通道的旁边。
注意锅炉房适合设置在建筑物的首层或者是地下一层与建筑外墙相邻的部位，严禁与锅炉无关的甲类、乙类以及使用可燃液体的丙类危险建筑相邻。
如果锅炉房的起源为大于空气密度的液化石油气等燃气气体，要注意严禁设置在地下室内。
此外，还要注意雨水较少，日平均气温为25℃的天数在八十天以上的地区，锅炉房适合采用半露天或者露天布置。
当选择这种设置方式时，要注意采用适合露天布置的锅炉设备，确保管道、仪表附件以及阀门等符合露天设置的要求，另外要设置防雷措施等。
2 燃气锅炉房燃气供气系统的设计
燃气锅炉房燃气供气系统一般由室外供气系统、调压装置、锅炉房内配管系统以及放散管道等几部分组成。
在设计燃气供气系统时，应注意从以下几方面入手，科学、合理地设计燃气供气系统，以确保系统的稳定运行。
2.1 室外供气系统与调压装置
燃气锅炉房内燃气锅炉的压力一般大于居民用气压力，在2kPa以上。
燃气锅炉的用气量也远远超过居民用气量，一般在几十方以上。
为了确保锅炉房内锅炉的正常、安全运行，保证小区用气稳定，锅炉房用气管道适合从城市燃气中压主管上接气，采用专门的燃气管道，用来供给到锅炉房燃烧器，在经过合理的调压和严格的过滤后投入使用。
不同系统工程的具体情况不同，燃气管道敷设方式一般由埋地敷设和架空敷设两种方式构成，以相应的燃气设计规范为敷设原则来进行设计，要注意满足各方面的净距要求，包括地下管道和其他专业管道以及架空管道离建筑物窗口、门洞等的净距要求。
燃气锅炉房内的燃气锅炉通常包含低压供气和中压供气两种，对于小于六个吨位的锅炉应当选择低压供气方式，对于大于六个吨位的锅炉，一般选择中压供气方式。
锅炉燃烧器前的供气压力是否稳定，与天然气的燃烧工况直接相关，同样影响到锅炉的正常、安全运行。
如果将燃气供气系统设计成锅炉房与用户共用一个调压装置，则锅炉房燃烧器前的压力增减将直接影响到气体流量的变化，从而影响到其他用户燃烧的稳定性，严重时将会引起脱火和回火现象。
因此，在设计调压装置时，要注意尽量将居民、商业用户的调压装置与锅炉房调压装置分开设置，避免引发不必要的安全事故。
2.2 锅炉房内燃气管道与放散管道
锅炉房内的燃气管道一般适合采用单根燃气管道供气，在特殊要求下，要确保锅炉房24小时全年不间断供气，可以采用2路供气管道，从不同燃气调压箱接管供气。
要注意每台锅炉燃气支管都应当使用配套的燃气阀组，阀组规格和供气压力要符合燃烧器最大符合的需求。
对于点火用的燃气管道，适合从燃烧器前燃气干管上的2级或组合式检漏电磁阀前引出，还应在上面安装切断阀和2级电磁阀。
锅炉房常年的`流量计有容积式气体罗茨流量计和速度式气体涡轮流量计。
前者体积比较小，不仅适用于低压计量，而且适用于中压计量;涡轮表适合用于大流量计量，它具有较高的测量精度，损失的压力较小。
在选择流量计时要根据具体情况，掌握锅炉燃烧器的流量情况，了解设备的运行规律，选择合适的流量计，以最大限度地减小误差。
燃气供气系统中的放散管道主要作用是在首次使用设备时或长时间不用再次使用时吹扫存在燃气管道中的空气。
在停炉时，总阀门因关闭不严实而导致燃气漏出，也可以使用放散管道将燃气放出，避免进入到烟道或炉膛内引起安全事故。
在设计锅炉房供气系统时，要注意设置用于吹扫和放散的管道。
在用气设备的燃气总阀门与燃烧器阀门之间设置放散管。
在每个安装放散管的地方都要设置阀门进行控制。
在合适的位置使用单根管或汇合成总管的放散管进行燃气的放散，避免多余的燃气流入到室内。
2.3 燃气泄漏报警系统
燃气锅炉房燃气供气系统中需要设计燃气泄漏报警系统，该系统能够有效将燃气泄露的危害降低到最小，安装符合相关标准的自动灭火系统和燃气泄露报警系统，要有可靠的排烟设施和通风设施。
要注意由专业的设计单位来设计燃气泄露报警系统，并进行专业的安装。
还要注意锅炉房的引入管应当设置紧急自动切断阀和手动快速切断阀。
对于架空敷设的燃气金属管道的始端和末端、分支处等，要注意在每隔二三百米的地方设置接地装置，接地电阻要小于30Ω，在固定管架处设置接地点。
燃气金属管道在进出建筑物的地方要与防雷感应的接地装置相连接，设计必要防雷防静电措施，以避免出现安全事故。
此外，在燃气锅炉房燃气供气系统的设计中，要注意锅炉房的通风量尽量满足锅炉燃烧所需要的空气量，采用自然通风，如果不能进行自然通风，就要设置独立的机械送排风系统。
燃气管道尽量选择架空设于锅炉房的较高处，以便在发生事故后及时扩散泄露的燃气。
锅炉烟道和封闭式炉膛都要设置相应的泄爆装置，泄压口要设置在安全处。
在实际情况不能满足相应条件的情况下，要注意将锅炉房设置在屋面上，在屋面上安装燃气管道，满足放散管、排烟管等在接闪器保护范围之内，并且要注意尽量远离建筑物容易受到雷击的部位。
3 结语
总而言之，与其他燃气用户相比，燃气锅炉房需要的用气量非常大，用气压力极高，很容易引发安全事故。
因此，在燃气锅炉房燃气供气系统的设计中，一定要由专业的设计单位进行严格的系统设计，相关管理人员要高度重视燃气供气系统合理设计的重要性，确保燃气锅炉房燃气供气系统的稳定运行。
参考文献
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燃气锅炉房燃气供气系统的设计【2】
摘 要：近年来，我国的经济得到了快速发展，在这种情况下，人们的意识水平也得到了提高。
以前的发展经济，对环境造成了很大的破坏，现在，人们对环境保护问题非常重视。
城市在发展过程中，对供暖能源消耗结构进行改善非常必要。
燃气作为新型能源对原有的煤炭供暖方式进行了替代，燃气是一种清洁能源，在使用过程中对环境带来的影响非常小，而且，应用范围非常广。
在供热系统中，一定要保证燃气系统的设计符合安全标准，这样对锅炉房的安全运行以及建设企业的效益能得到保证。
燃气供暖系统进行设计的时候，要保证设计的合理性和科学性，为城市发展提供保障。
关键词：燃气;供气系统;锅炉
引言
城市在发展过程中对环境进行保护非常必要，这样能够实现可持续发展目标，城市每天运转耗费的能源非常多，推行清洁能源使用能够更好的保护城市环境，因为，天然气是一种非常清洁的能源。
在输送过程中使用管道，在燃烧过程中对环境污染比较小，其燃烧值高，环境污染小，在成本方面比较低，这些优势使得其在应用方面获得了广泛关注。
一、开机前的准备工作：
1、检查燃气压力是否正常，管道阀门有无泄漏，阀门开关是否到位。
2、试验燃气报警系统工作是否正常可靠，按下试验按钮风机能否启动。
3、检查软化水系统是否正常，保证软水器处于工作状态，水箱水位正常。
4、检查锅炉、除污器阀门开关是否正常。
5、除氧器能正常运行
6、软化水设备能正常运行。软化水应符合GB/576的标准，软水箱内水位正常，水泵运行无故障。
二、开机
1、接通电控柜的电源总开关、检查各部位是否正常，故障是否有信号。如果无信号应采取相应措施或检查修理，排除故障。
2、燃烧器进入自动清扫、点火，部分负荷、全负荷运行状态。
3、在升至一定压力时，应进行定期排污一次，并检查炉内水位。
三、运行中的巡查工作：
1、开启锅炉电源，监视锅炉正常点火运行，检查火焰状态，检查各部件运转声响有无异常。
2、巡视锅炉升温状况，大小火转换控制状况是否正常。
3、巡视天然气压力是否正常稳定，天然气流量是否在正常范围内，以判断过
滤器是否堵塞。
4、巡视水泵压力是否正常，有无异响。
四、事故停炉
1、当发现锅炉本体产生异常现象，安全控制装置失灵，应按动紧急断开钮，停止锅炉运行。
2、锅炉给水泵损坏，调解装置失灵，应按动紧急断开按钮，停止锅炉运行
3、当电力燃料方面出现问题时应采取按动紧急断开按钮
4、当有危害锅炉或者人身安全现象时均应采取紧急停炉措施
五、临时停电注意事项
1、迅速关闭主蒸汽阀，防止锅筒失水
2、关闭电源总开关和天然气阀门
3、关闭锅炉连续排污阀门防止锅炉出现其它故障
4、关闭除氧气供气阀门
5、按正常停炉顺序，检查锅炉燃料、气、水阀门是否符合停炉要求
六、燃气不足时注意事项
1、迅速与天然气调度取得联系，问清事故原因，并采取相应可行的措施
2、报告上级有关部门及领导
一、烧开水操作方法
1、打开天然气总阀，观察压力表是否工作正常，正常值应为
3.5---4.2千帕。
2、开启开水管道阀门，关闭热水管道阀门。
3、启动锅炉控制箱电开关，给锅炉控制箱供电。
4、启动液位控制箱电开关，给液位控制箱供电。
5、液位控制箱转换开关开启到开水档。
6、设定锅炉控制箱控制页面，设定开水温度、按运行键启动，观察烧水器、锅炉是否运行正常。
7、锅炉水温达到设定温度时烧水器停止工作，电磁阀自动开启向水箱供水。
8、观察开水箱的液位及供水情况，必要时可停炉。
9、下班时，关闭天然气总阀和控制箱电源，清扫锅炉房卫生。开水温度设定值：停炉温度90℃
使用温度86℃
出水温度88℃
二、烧洗浴水操作方法
1、打开天然气总阀，观察压力表是否工作正常，正常值应为
3.5---4.2千帕。
2、开启热水管道阀门，关闭开水管道阀门。
3、启动锅炉控制箱电开关，给锅炉控制箱供电。
4、启动液位控制箱电开关，给液位控制箱供电。
5、液位控制箱转换开关开启到热水档。
6、设定锅炉控制箱控制页面，设定热水温度、按运行键启动，观察烧水器和锅炉是否运行正常。
7、锅炉水温达到设定温度时，烧水器停止工作，电磁阀自动开启向水箱供水。
8、观察热水箱的液位及供水情况，必要时可停炉。
9、下班时，关闭天然气总阀和控制箱电源，清扫锅炉房卫生。夏季洗浴水温度设定值：停炉温度60℃
使用温度50℃
出水温度55℃
冬季洗浴水温度设定值：停炉温度65℃
使用温度55℃
天然气是一种无色、无味的节能环保型燃料,其热值为煤气的2.5倍,燃烧后的产物主要是水和二氧化碳。天然气锅炉主要的热损失是排烟热损失,排烟中含有一定量的显热和大量的水蒸气的汽化潜热。而排烟中水蒸气的含量比较高,水蒸气的汽化潜热所占的份额相当大[1,2]。若能充分利用水蒸气的汽化潜热,无疑将大大提高锅炉的热效率。目前主要通过降低排烟温度的方法,使温度降低到烟气的露点温度以下来回收和利用这部分热量[3]。降低排烟温度意味着增加相应的受热面的吸热量,而受热面的吸热量与接触面积和传热系数有关。
目前,降低排烟温度的方式,主要有两种,一种是增大受热面的接触面积;另一种是提高受热面的传热系数。针对这两种方式,采取的措施如下[4]:
1)增大锅炉本体(即炉膛)辐射和对流换热受热面积,或者提高受热面传热系数。
冷凝式燃气锅炉炉膛主要是通过对流管束与烟气接触进行换热,增加换热面积意味着锅炉管束(烟管数量、长度)的增加,过多的管束会使管束排布过密,降低烟气流速及传热系数,不利于强化传热。提高锅炉传热系数,主要是通过增加扰流子的方法。增加扰流子的方法有采用变截面的管束、管束内部插扰流子或者管外通过增加肋片的方式来增大传热系数,强化传热。
2)增大锅炉尾部的受热面积(即锅炉尾部增加冷凝换热设备)。
天然气是一种洁净燃料,燃烧的产物中二氧化硫和三氧化硫的含量极少,而且烟气中粉尘的含量也极少,不会因为冷凝使粉尘颗粒附在受热面上,增加传热热阻影响传热效果。当烟气从锅炉管束出来进入大气之前,可以考虑在锅炉尾部给其增加个冷凝换热设备,吸收烟气中部分的显热和烟气中过热的水蒸气的汽化潜热,降低锅炉的排烟温度的同时提高锅炉的热效率,节约能源,保护环境。
本文介绍的冷凝式锅炉,主要采用在天然气锅炉尾部增加换热设备的方式来吸收烟气中显热和水蒸气的汽化潜热来提高锅炉的热效率。
1 设计方案
该小型冷凝式锅炉在锅炉尾部增加的换热设备主要有省煤器和板式换热器等[5]。板式换热器是由许多波纹形的传热板片,通过橡胶垫片压紧组成的可拆卸的换热设备。板片组装时,两组交替排列,板与板之间的橡胶密封板要用粘结性好的粘结剂将其粘结起来并固定好,一方面是为了防止流体泄漏出来影响了传热效果,另一方面是为了挤压两板之间的通道,形成狭窄的网形流道。由于外力的作用,换热器板片相互挤压并形成各种波纹形,这样不仅增加了换热的板片的受热面积,同时增强了其刚性,产生的波纹液体在其上面流过时,容易形成湍流,从而达到强化传热的目的。
板式换热器的特点:体积小,占地面积少,传热效率高,在一般情况下,换热系数为在4000kW/m2左右,是管壳式换热器的3～5倍。通过设备的流体能够在板片波纹的作用下形成湍流,达到充分换热的目的。板式换热器的污垢系数比较低,流体在板片间运动时激烈的翻腾形成了强烈的湍流,尽可能地避免了死区的存在,杂质就不易在通道中沉积堵塞,保证了良好的传热效果;
根式换热器的缺点:密封周边较长,容易泄漏,使用温度一般要低于180℃,承受压力一般为2.0MPa,由于其工作压力和工作温度不是很高,限制了其在比较复杂的工况中的使用。其传热面积的增大,必然造成了板式通道的狭窄,因此也不适合用于杂质较多、颗粒较大的介质,一旦发现板片结垢必须拆开清洗。
省煤器是一种通过增加锅炉总的对流传热面积来提高锅炉效率的换热器。国内外省煤器的种类很多,主要是光管省煤器、搪瓷管省煤器、鳍片管省煤器、螺旋肋片管省煤器和膜式省煤器等。其中光管、鳍片管、螺旋肋片管的结构示意图如图1所示。
光管省煤器由于其相对于其他省煤器的传热面积较大,传热系数较小,而且当温度比较低的时候,烟气流速比较快,吸热效果比较差,造成排烟温度比较高,浪费了大量的能源。在实际使用中,磨损比较严重,使用寿命比较短,宜堵灰,对锅炉的正常运行会带来隐患。若是对其采取增加防磨套或喷涂防磨涂料,这样虽然可以减轻其磨损,但同时也增加了阻力,减小了传热系数,浪费资源,积灰的难题仍然解决不了,正在逐渐被其他省煤器所替代。
鳍片管省煤器组成部件分为两部分:基管和纵向矩形鳍片。通过在其外侧增加肋片的方式,增大受热面积来增强传热[6]。与光管相比,其具有以下优点:相比光管省煤器增大了换热面积,鳍片管换热面积有两部组成:光管和扩展表面。当其与光管的外形尺寸相同的情况下,其换热面积相对光管大,不仅提高了换热能力,而且还提高了传热效率。由于其外侧增加了换热面积,在传热量相同的情况下,其结构比较紧凑,减少了换热器的面积。鳍片管两两靠近的时候,两个鳍片管的交界处会形成一个曲径的小烟道,当烟气从中经过的时候,会形成一个中间高、两边低的速度场,由于温度场的存在,会使烟气经过小烟道时,中间速度很快,而两边的温度比较低,使此处产生气流扰动,造成流动边界层分离,使鳍片上的流动边界层和热边界层变薄,从而使流动边界层的长度变短的同时并破坏了层流低层,增强了传热系数,起到了强化传热的作用。在结构相同的情况下,鳍片管省煤器的传热面积大于光管省煤器的传热面积,在相同传热量的情况下,可以适当缩减鳍片管省煤器管束的排数,从而使换热器的阻力下降。由于其传热系数的增加,强化了其传热能力,在保证传热量相同的情况下,可以适当的降低管外流体的速度,同时也降低了受热面的磨损,节约了能耗。
螺旋肋片管省煤器[7]相对于其他省煤器,具有特殊的传热特性。单位长度的受热面积比较大,由于在其外层加上了环形的肋片,当烟气经过它时会产生扰流,由于气流的原因,灰粒在水平方向是不断移动的,在中间处,灰粒的浓度比较集中,减轻了其对管子的摩擦和冲刷的频率,降低了其对管子的冲刷力。通常情况下,省煤器的管子背面容易积灰,但迎风面积灰的可能性就很少了,烟气在流经此处时,产生的湍流强度比较大,对管子自身起了清扫的作用。其传热系数增大,传热面积增大,在相同的传热量的条件下,可适当降低烟气的流速,减轻了烟气对管子的磨损,延长了其使用寿命。
省煤器的布置主要有错列和顺列两种布置方式[8]。鳍片管省煤器也有这两种排列方式,虽然顺列的布置方式相对于错列的布置方式来说排列比较简单,烟气在流动的过程中阻力比较少,但同时也减少了传热面积,降低了传热系数。当鳍片管省煤器顺列布置的时候,前排的管子一直将后排的管子放在其阴影区域里,而且迎风面的传热系数要高于背风面。当管子错列布置时,烟气在其中不易通过,虽然阻力比较大,但容易产生扰流,增强了传热系数,强化了传热效果。鳍片管省煤器布置时候,通常采用错列布置。
2 设计计算
该锅炉额定蒸发量D=2t/h,锅筒额定蒸汽压力1.25MPa。燃气在锅炉内燃烧后,烟气经过锅炉管束后进入到省煤器中,先经过鳍片管省煤器,再经过搪瓷管省煤器把烟气温度降低到50℃以下,最后排到大气中。
由于在燃气锅炉设计中,燃气锅炉的密封性很好,所以各处的的过量空气系数取值为1.1;漏风系数为0。燃气在锅炉中燃烧的计算过程,跟普通锅炉的计算过程都是一样的。天然气的成分组成如表1所示。计算过程及计算结果如表2所示。
烟气进入到锅炉尾部的省煤器中,先经过鳍片管省煤器将烟气温度降低到该压力下水蒸气的饱和温度,后用搪瓷管省煤器将烟气冷凝。
鳍片管省煤器规格 500mm×500mm。单根管数据:ϕ38鳍片管,单根管受热面面积Hsm=1.0052m2/m,横向排数z1=4,纵向排数z2=12。
搪瓷管省煤器规格500mm×500mm。单根管数据:ϕ38搪瓷管,受热面面积Hsm=0.06m2/m,横向排数z1=8,纵向排数z2=18
省煤器计算的主要式如下:
烟气侧放热量为:
Qrp=φ(I′-I″) (1)
传热面积为:
H=BjQcr/KΔtpj (2)
式中:I′—进口烟焓,kJ/kg;
I″—出口烟焓,kJ/kg;
Bj—燃料的燃烧量,m3/s;
Qcr—受热面传热量,kJ;
Δtpj—平均温差(用对数法求),℃;
K—传热系数,kW/(m2·℃),根据相关文献,第一段省煤器的传热系数选取为0.0373,第二段省煤器的传热系数选取为1.5。
省煤器的受热面积为:
H=z1z2Hsm (3)
式中:z1—横向排数;
z2—纵向排数;
Hsm—单根管受热面积。
通过上述公式以及选取的数据进行计算,烟气经过对流管束及省煤器的后烟气温度如表3所示。
3 经济效益分析
按照高位发热量来计算,该锅炉热效率为93.2%,按低位发热量来计算其效率可以达到108%(传统锅炉的热效率按低位发热值计算一般为85%)。根据资料,对北京的天然气供热情况进行调查:到2011年底,北京全市供热面积将达到6.79亿m2,其中利用天然气供热的供热面积将达到3.13亿m2,占全市所有供热面积的46%。全市的供热锅炉房有5800多座,其中燃气锅炉房大约有2800座。如果对北京地区的天然气供热锅炉进行烟气冷凝换热回收热量,按照每台天然气锅炉的热效率提高为7%～10%,那么2t/h锅炉每年节约的天然气量为3万～4.2万m3,目前北京天然气的价格大约为2.05元/m3,每年就可节约燃料费用为6万～8.6万元,同时每天产生大约2t、50℃左右的凝结水可以回收利用;就2006年来说,北京的天然气用量为21亿m3,节约天然气的用气量为1.4～2.1m3,节约的燃料费用为208亿～4.2亿元,同时相应的减少了NOx化合物排放,减少了碳排放,减少了对大气的污染,并且同时产生87.5万～125万t的凝结水,可回收利用。
4 结语
在锅炉设备中,决定锅炉效率的因素有燃料的种类(含氢量)、锅炉的排烟温度、工艺流体的温度、燃料的含水量、过量空气系数以及空气的湿度等。该锅炉采用的冷凝换热设备主要是搪瓷省煤器,相比螺旋肋片省煤器,搪瓷省煤器使烟气温度降得更低,在所处的温度区段不会结露,也不存在冷凝式液腐蚀,受热面始终是比较干燥的,烟气中的灰尘不易粘结。
摘要：冷凝式燃气锅炉是节能和环保型锅炉,通过增加尾部受热面对烟气进行冷凝换热,吸收烟气中水蒸气的汽化潜热,降低排烟温度。对冷凝式锅炉烟气冷凝方案不同的换热设备进行相应的分析讨论,并采用搪瓷省煤器对烟气进行冷凝换热,锅炉的热效率明显提高。
关键词：燃气冷凝式锅炉,搪瓷管省煤器,烟气处理,效率,节能
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关键词：燃气锅炉；燃烧；分布式变频
乌鲁木齐市属于大气污染严重的城市，煤改气工程主要是将原有城市燃煤锅炉改为燃气锅炉，从而缓解冬季大气污染问题。本文以新建三台100t/h燃气锅炉为例，介绍锅炉工艺系统及外网形式。
一 锅炉工艺设计
（1）燃气锅炉的燃烧特点
用发热量高的燃气，空气用量大，要使燃气能充分燃烧，需要大量的空气与之混合。燃气的燃烧过程没有燃油的雾化过程与气化过程。燃气与空气的混合方式，对燃烧的强度、火焰长度和火焰温度都有很大的影响。根据混合方式不同，燃气的燃烧方法可分为三种：1）扩散燃烧：此种燃烧方法即不预先混合，而是在燃气喷嘴口相互扩散，并燃烧。其优点燃烧稳定，燃具结构简单，但火焰较长，易产生不完全燃烧，使受热面积碳化。2）预混部分空气燃烧：此种燃烧方式即燃烧前预先将一部分空气与燃气混合（一次空气过剩系数在0.2-0.8之间），然后进行燃烧。其优点是燃烧火焰清晰，燃烧强化，热效率高。但燃烧不稳定，对一次空气的控制及燃烧成分要求较高。设计中选用燃烧器燃烧方法为此种形式。3）无焰燃烧：此种燃烧方式即燃气所需空气在燃烧之前已与燃气均匀混合。一次空气过剩系数等于燃料完全燃烧时的空气过剩系数，在燃烧过程中不需要从周围空气中取得氧气。当燃气与空气混合物达到燃烧区后能在瞬间燃烧完毕。
二 燃气锅炉结构特点及类型
（1）燃气锅炉结构特点
燃气锅炉不同于燃煤锅炉，它需要使用燃烧器将燃料喷入锅炉炉膛，采用火室燃烧而无须使用炉排设施。由于燃气锅炉燃烧后均不产生燃料灰渣，故燃气锅炉无须排渣设施。喷入炉内的燃气如果与空气在一定范围内混合或熄灭，就容易爆炸。因此燃气锅炉均需采用自动化的燃烧与控制系统。
（2）燃气锅炉类型
当锅炉容量≥30 t/h时，水管锅炉的各项指标明显优于火管锅炉，唯一需要注意的是燃气的燃烧特性要求微正压通风，所以对炉墙的强度和密封要求都很高。水管锅炉的主要型式有D型、A型和O型。三种型式的共同特点是：卧式布置，燃烧器水平安装，操作检修方便，宽高度尺寸较小，长度伸缩性较大，适合于锅筒系列化生产。其中D型锅炉是双锅筒纵置式，右（左）侧为水冷壁，左（右）是上锅筒之间的对流管束，根据需要可布置过热器或省煤器；O型也是双锅筒纵置式，上锅筒长，下锅筒短，前部炉膛两侧的水冷壁管在下部弯向对方并与其下集箱相连，燃烧器前部布置；A型单锅筒纵置式，炉膛和对流管束均由上锅筒和两侧下集箱之间的管子构成，前部布置燃烧器，锅炉尾部可设过滤器。设计中选用D型锅炉。
三 锅炉的节能环保措施：
在锅炉设计中，为充分利用高温烟气，可采取以下节能措施：在锅炉烟道排至大气前，根据不同情况增设节能装置，分别为省煤器、冷凝器、空气预热器，使得排烟温度降的更低，经过节能器后，烟气出口温度控制在100℃以下。根据冬季室外空气温度的变化，可对供回水温度及流量进行质调节和量调节，循环水泵采用变频调速调节方式。环保措施要求锅炉烟气排放氮氧化合物小于200mg/m3。
四 锅炉房的一次水系统设计
该设计保留原有燃煤锅炉的外网系统形式，采用分布式变频泵系统，是一种新型的水泵布置型式，与传统的单点布置相比具有如下优点：1）节约电能。2）系统整体压力水平较低，系统更加安全。
（1）分布式变频泵系统的原理
在传统的供热枝状管网系统中，一般是在热源处或换热站内设有一组循环泵，根据管网系统的流量和最不利环路的阻力选择循环泵的流量、扬程及台数；管网系统各用户末端设手动调节阀或自力式流量控制阀等调节设备，以消耗掉该用户的剩余压头，达到系统内各用户之间的水力平衡；个别既有热网由于用户热负荷的变化，资用压头不够，增装了供水或回水加压泵，但由于不易调节，往往对上游或下游用户产生不利的影响。随着新型调节设备和控制手段的出现，使得对水泵的数字控制成为可能，这样理论上可以取消管网中的调节设备，代之以可调速的水泵，在管网的适当节点设置，以满足其后的水力工况要求。如果控制管网中适当节点的压差，该点称之为压差控制点，对于主循环泵的选择，只要能够满足流量和热源到压差控制点的阻力即可，这样可大大降低循环泵的扬程，使得主循环泵电机功率下降许多；经济控制点之后的每个用户设置相应分布变频泵，成为分布式变频泵系统，使得原来阀门节流的能量不再白白地损失，由于水泵可用变频器调速，主循环泵可大大降低电能消耗，理论上可省去调节设备，同时供热系统可工作在较低的压力水平，系统更加安全。
（2）一次水分布式变频泵的选择
本设计三台100t/h燃气锅炉，锅炉运行一次水温120/70℃，为保证水泵并联运行效率较高，选用一次水变频循环泵为两用一备，水泵参数如下：
水泵1：Q=1260m3/h，H=16m，N=75KW水泵一台，该水泵满足一台锅炉运行，
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